關于降低低溫甲醇洗裝置酸性氣中甲醇的技術改造與優化

陳東梅

（內蒙古大唐克旗煤制天然氣公司，內蒙古 赤峰 025350）

0 引言

低溫甲醇洗裝置的主要作用是將變換裝置送來的變換氣進行選擇性的吸收，除去粗煤氣中的CO2、H2S等酸性氣體以及焦油0#、水、烴類等雜質，制得CO2≤1.5%，總S≤0.2ppm的合格凈化氣，送往甲烷化裝置進行合成甲烷。CO2的大量存在會增加H2的消耗，甲烷轉化率低，產品產量減少；H2S和有機硫是甲烷化鎳基催化劑的主要毒物，導致催化劑失活。有機硫再生流程在本文中暫不介紹。

由于CO2與H2S在甲醇中的溶解度不同，可利用不同的方式進行再生。CO2氣體通過減壓閃蒸和氮氣氣提后，經換熱器冷卻和脫鹽水吸收、排放至大氣中；H2S氣體通過減壓閃蒸、氮氣氣提和熱再生后，經過換熱器冷卻分離其中的甲醇，氣體送至硫回收裝置作為生產硫磺的原料氣。在此過程中，甲醇消耗占比較大。通過原因分析，在操作和設備技術改造上進行了兩方面優化，實現降低酸性氣中攜帶甲醇。

1 酸性氣流程簡介

煤氣中H2S主要是來源于原料煤中的硫成分，H2S的產生主要與氣化爐結構形式有關系，本公司采用的是殼牌爐，這里只針對本公司的流程進行描述研究。煤中的硫、碳成分在氣化爐內與水蒸氣和氧進行反應主要生成H2S和有機硫，H2S在煤氣中占比0.7%，硫化物在低溫甲醇洗裝置脫硫塔內被脫除，出口凈煤氣中的總硫指標要求≤200PPb。

在脫硫塔內使用吸收CO2后的甲醇富液進行吸收粗煤氣中的H2S和有機硫，使用含CO2的甲醇富液作為吸收液為防止甲醇液大量的吸收H2S和有機硫放出大量的熱，影響甲醇的吸收質量。含有CO2和H2S的富甲醇液經過硫化氫濃縮塔的減壓閃蒸和氮氣氣提脫除甲醇中大部分的CO2氣體，H2S富甲醇液進入到硫化氫閃蒸塔內進行熱再生，通過蒸汽再沸器將甲醇富液加熱至83℃，硫化氫氣體和甲醇蒸汽經熱再生塔頂冷凝器殼程冷卻后，氣液混合物一起進入熱再生塔回流槽，38℃硫化氫富氣從熱再生塔回流槽頂部出來后在H2S富氣加熱器殼程和H2S富氣冷卻器殼程中被冷凝到-32℃后進入硫化氫富氣分離器Ⅰ,分離液體后的硫化氫富氣經H2S富氣加熱器管程加熱到23℃后送往克勞斯硫回收裝置；分離的液體通過冷凝液換熱器管程加熱到-10℃后進入硫化氫富氣分離器II進一步分離，分離出的氣體與硫化氫富氣分離器Ⅰ出口硫化氫富氣一起送到硫回收裝置。

2 甲醇消耗分析

主酸洗氣溫度越高，甲醇的飽和蒸汽壓就越高，對應在氣相中的甲醇含量也就越高，帶來的損失必然就越大[2]。

在實際生產中，熱再生塔頂冷凝器冷卻后氣體溫度在54℃，與設計值38℃相差較大，主要原因熱再生塔頂冷凝器管束多次泄露處理后換熱面積減小，同時循環水水質較差，導致管束堵塞，熱再生塔頂冷凝器冷卻后氣體溫度較高，而后續換熱器設計較小，換熱量不足，酸性氣溫度未達到設計值，造成至硫回收的主酸性氣中夾帶的甲醇含量在6.0%左右，與設計甲醇含量在0.15%偏差較大，所以主酸性氣中甲醇損失較大。

3 優化改造和操作

（1）根據對甲醇消耗情況分析同時結合現場實際情況，熱再生塔頂冷凝器換熱器換熱效果差，不能滿足工藝要求，但不具備更換換熱器條件，在現場增加熱再生塔頂冷凝器循環水反沖洗管線，定期進行反沖洗操作，防止雜物堵塞管束或管板，增加換熱器循環水流量，提高傳熱效率，熱再生塔頂冷凝器出口酸性氣溫度由54℃降至 45℃左右。

（2）減少硫化氫富氣分離器II內氣體閃蒸量，減少硫化氫氣體換熱量。硫化氫富氣分離器Ⅰ和硫化氫富氣分離器II之間增加跨線，冷凝液不在經過冷凝液換熱器進行復熱，在硫化氫富氣分離器II閃蒸出的氣體溫度由原來的-10℃降低至-30℃，為H2S富氣加熱器管程內酸性氣提供了更多的冷量，通過此項技改在硫化氫富氣分離器Ⅰ內明顯分離出更多的甲醇。

（3）加強崗位人員培訓，提高熱再生系統的操作穩定性，減少氣量波動對熱再生塔的影響，嚴格控制塔頂溫度和酸性氣指標，減少酸性氣夾帶甲醇量。

4 結論

通過技術改造、精細操作和嚴格控制指標三方面措施實施，運行一段時間后，分析酸性氣中甲醇含量由原來的6%降低至3.5%，且能夠穩定運行，但與設計值甲醇含量0.15%差距較大，還需要進一步加強操作，同時，在適當的機會對各分離器的除沫器進行檢查，采購新換熱器準備更換熱再生塔頂冷凝器來解決根本問題。

［1］楊洪文，郭威華，宋哲.低溫甲醇洗尾氣組分的改善與方案選擇[J].低溫與特氣，2004，22（1）：21-23.

［2］郝高峰，蘆國智，尹俊杰，董麗旭.低溫甲醇洗裝置中甲醇損耗的改進措施[J].煤化工，2012 年 6月，3（16）.